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随着现代飞机对服役时限、可靠性、防腐蚀性等性能要求的提高,传统制造技术及装备难以满足极为苛刻的飞机质量要求,亟需先进制造技术及装备支撑,而自动钻铆技术与自动钻铆设备便是其中之一。国际上先进航空制造企业通过对铆接技术的应用总结发现,在飞机装配领域自动钻铆设备的运用不仅提高了飞机的铆接质量和装配效率,还降低了飞机的装配成本。 伴随着自动钻铆技术的广泛应用,国内外学者对压铆过程做了大量研究,但对自动钻铆工艺的研究比较少,对铆接过程的分析主要集中于铆接参数对残余应力场分布及疲劳寿命的影响上,关于自动钻铆设备铆接单元变形及变形对铆接质量影响的研究方面尚未见公开报道。本文通过理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法,对自动钻铆设备压铆过程中铆接头变形和铆接倾角对铆接质量的影响进行了深入研究。 首先,分析了干涉量与铆接完毕之后构件残余应力之间的关系。通过对压铆过程铆钉和壁板变形的分析,借助于塑性力学的相关理论得到了干涉量和铆接残余应力的数学表达式,说明干涉量可以作为评价铆接质量的一个指标。另外,研究了镦头高度和干涉量两者之间的关系,得出镦头高度可以通过影响干涉量的大小进而影响铆接质量的结论,同时,结合铆接头的结构特点,从理论上对铆接头在压铆过程中的变形进行计算。 然后,利用ABAQUS有限元分析软件,针对本课题组研制的飞机壁板自动钻铆机,通过理论分析、数值模拟与试验验证相结合的方法,以铆接头变形和铆接倾角等为控制参数,系统地研究了自动钻铆机压铆过程中铆接倾角以及铆接头变形对铆接质量的影响规律,论文主要选取镦头高度和干涉量这两个评判铆接质量的指标进行了分析,同时,针对以上因素对铆接质量的影响规律,分析提出相应的控制措施,从而保障铆接质量。 最后,总结了全文的研究内容,提出可以进一步研究的问题。 通过上述研究为自动钻铆机的工程应用提供理论依据和技术支持,为自动钻铆机工艺规范的制定提供参考。